真核细胞的双组份信号系统以多步骤的蛋白磷酸化为传递方式将外界环境信号跨膜传递到细胞内,调节基因表达,进而引起细胞的生理生化反应。近年来,在拟南芥,番茄和水稻等高等植物中已鉴定出双组分信号系统,并证实其参与了细胞分裂素的信号传递。植物细胞分裂素受体属于组氨酸蛋白激酶家族,是植物双组分信号系统的组分。目前对拟南芥的研究已发现了AHK2、AHK3和AHK4/CRE1/WOL作为细胞分裂素受体而存在,其中AHK4主要在根中表达。拟南芥中细胞分裂素信号转导网络的响应调节因子有32个,其中典型的响应调节因子分为A型和B型;A型ARRS负调控细胞分裂素信号转导,B型ARRS作为细胞分裂素响应的正调节因子调控下游基因的表达,具有转录激活活性。进一步研究表明ARR15和ARR16参与根部细胞分裂素的响应,是响应拟南芥细胞分裂素受体AHK4的调节蛋白。本论文作者所在实验室已从与拟南芥同为十字花科植物的大白菜(Brassica rapa spp.Pekinensis)自交系AB-81中扩增出和拟南芥AHK4基因同源的基因序列,包括DNA序列、CDS序列及3′UTR序列和5′UTR序列,并将该基因命名为BrHK4(我们先前将其命名为PHK4)。同时,通过一系列的实验对该基因进行了研究:经酵母的真核表达系统和拟南芥突变体的功能互补实验初步验证了大白菜BrHK4基因具有细胞分裂素受体的功能;通过大肠杆菌的原核表达系统证明该基因表达的目的蛋白相对分子量约为116 KD且其蛋白的表达形式为可溶性;还利用基因克隆技术构建了BrHK4基因启动子驱动的GUS基因的植物表达载体。本论文作者对BrHK4基因的研究结果如下:(1)探究十字花科根肿菌侵染大白菜的关键时期。结果表明:在大白菜种子萌芽后14天接种根肿菌孢子悬液为最佳的接种时间,此时菌液的侵染效率最高,发病最快,平均发病时间为接种后16天,发病率达到90%。(2)用实时荧光定量PCR的方法对受根肿菌侵染后大白菜发病不同时期的BrHK4、BrRR15、BrRR16基因的表达进行了分析,得出的相对定量数据结果表明在不同时期发病根中此三种基因的表达均高于在对照根中的表达;由此可推测被根肿菌寄生后白菜根部的膨大与BrHK4、BrRR15、BrRR16基因的表达密切相关。(3)用农杆菌花序转化法将BrHK4启动子驱动的GUS基因转入拟南芥基因组,并筛选得到了阳性植株,以阳性植株的DNA为模板PCR扩增出了目的基因的特异片段,为日后进一步研究BrHK4基因的表达奠定了基础。